La fécondation est ici réalisée dans un tube, d'où l'expression "in vitro", puis l'embryon est transféré dans l'utérus pour y poursuivre son développement. La FIV est utilisée en cas d'obturation des voies génitales féminines ou après un échec d'insémination artificielle (IA).
Elle consiste tout d'abord à stimuler l'ovulation (grâce à un traitement hormonal adéquat) afin d'obtenir un grand nombre d'ovocytes. Ces derniers sont recueillis puis inséminés avec du sperme. Les embryons qui en résultent sont finalement transférés dans la cavité utérine de la future mère.
Avec la technique de FIV, les chances d'obtenir un enfant sont de 15% par tentative.